大学课程生理学课件-第三章细胞间信息传递
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人体生理学3解读
第三节细胞间信息的传递及信号转导多细胞有机体生理功能的实现有赖于细胞之间信息的相互沟通。
信息由此细胞传递给彼细胞，多数情况下，还要经过信号的转导，才能为接受信息的一方所感知，而导致其生理功能的改变。
一、细胞间信息的传递The signal transmission between cells细胞间信息传递的方式主要有两种（图2-3-1）：①通过细胞间的缝隙连接，允许无机离子和水溶性小分子物质的沟通，如电传递；②通过细胞产生的化学信号分子传递信息，即化学传递。
图2-3-2 细胞间的电传递图2-3-1 细胞间信息的传递（一）细胞间的电传递The electrical transmission between cells很多动物细胞间存在缝隙连接（gap junction），这是在相互十分靠近（细胞间隙仅有2.0nm左右）的细胞间建立的有孔道的连接结构。
细胞胞浆通过此孔道相联系（但与细胞外不相通），允许分子量小于1.0-1.5kD的无机离子和水溶性分子（如氨基酸、葡萄糖、核苷酸等）自由通过。
缝隙连接是细胞间电传递的结构基础。
由于带电离子可自由通过，局部电流可在细胞之间形成，就使AP能迅速在细胞间传播（图2-3-2）。
通过缝隙连接联系在一起的所有细胞能够几乎同时产生兴奋，即兴奋的同步化。
可见电传递速度非常快，且具有双向特点（由电-化学势差决定带电离子的流动方向）。
心室肌细胞间正是以缝隙连接相联系的。
这使得所有心室肌细胞能同步兴奋和收缩，保证了高效率射血的实现。
同步化使心室的收缩好像是一个细胞的活动，因此心肌又被称为“功能合胞体”。
（二）细胞间的化学传递The chemical transmission between cells1.化学信号分子细胞分泌的化学信号分子通过与“靶”细胞的受体结合，改变受体的性质来传递信息。
根据溶解度的不同，可将其划分为两类：亲脂性信号分子（甾类激素、甲状腺素等）和亲水性信号分子（大多数激素、神经递质、细胞因子等）。
生命系统的信息传递PPT幻灯片
(3) 若⑥能使⑤产生兴奋，则当兴奋传导到⑤处时，兴奋部
位膜两侧的电荷分布情况为_内_正__外_负__。在图示结构中， 信号的转换模式为_电_信__号_→__化_学__信_号_→__电。信号
【例题4】下图为含氮类激素的作用机理示意图：一般认为这 类激素作用在靶细胞的膜上，并与特定受体结合，激素和受体 结合物能激活膜内的某种酶，该酶与Mg2+一起促进细胞质中的 ATP转化为cAMP。cAMP影响细胞内某些酶及功能蛋白质的活动， 例如激活或抑制细胞内某些酶、改变细胞膜的通透性、影响分 泌等。请根据所学生物学知识回答下列问题：
②毒蜂身上斑斓的花纹 ③蝙蝠通过自身发出声波，对目标进行“回声定位” ④烟草种子萌发时必需有光 ⑤非洲草原上的豺用小便划出自己的领地范围 ⑥田鼠多的地方能够吸引饥饿的老鹰前来捕食
A．①②⑤ C．①②⑥
B．②③④ D．②③⑥
四、生态系统的信息传递： 物理信息、化学信息
行为信息、营养信息
•生态系统中信息的种类
四、生态系统的信息传递： 物理信息、化学信息
行为信息、营养信息
•生态系统中信息的种类 •生态系统中信息的来源
无机环境 同种生物、异种生物
•生态系统中信息传递的特点
双向
【例题10】据了解，野生扬子鳄种群的雌雄比例一般稳定在5:1 左右，这样的性别比是由孵化时的温度所决定的；繁殖季节雄 性扬子鳄发出“轰”、“轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音 大小选择巢穴位置。当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓 荫潮湿温度较低处，则产生较多的雌鳄。以上事实说明生态系 统中信息传递
•生态系统中信息传递的特点
可以双向
•生态系统中信息传递的作用 •生态系统中信息传递的应用
维持正常生命活动 影响生物种群的繁衍
位膜两侧的电荷分布情况为_内_正__外_负__。在图示结构中， 信号的转换模式为_电_信__号_→__化_学__信_号_→__电。信号
【例题4】下图为含氮类激素的作用机理示意图：一般认为这 类激素作用在靶细胞的膜上，并与特定受体结合，激素和受体 结合物能激活膜内的某种酶，该酶与Mg2+一起促进细胞质中的 ATP转化为cAMP。cAMP影响细胞内某些酶及功能蛋白质的活动， 例如激活或抑制细胞内某些酶、改变细胞膜的通透性、影响分 泌等。请根据所学生物学知识回答下列问题：
②毒蜂身上斑斓的花纹 ③蝙蝠通过自身发出声波，对目标进行“回声定位” ④烟草种子萌发时必需有光 ⑤非洲草原上的豺用小便划出自己的领地范围 ⑥田鼠多的地方能够吸引饥饿的老鹰前来捕食
A．①②⑤ C．①②⑥
B．②③④ D．②③⑥
四、生态系统的信息传递： 物理信息、化学信息
行为信息、营养信息
•生态系统中信息的种类
四、生态系统的信息传递： 物理信息、化学信息
行为信息、营养信息
•生态系统中信息的种类 •生态系统中信息的来源
无机环境 同种生物、异种生物
•生态系统中信息传递的特点
双向
【例题10】据了解，野生扬子鳄种群的雌雄比例一般稳定在5:1 左右，这样的性别比是由孵化时的温度所决定的；繁殖季节雄 性扬子鳄发出“轰”、“轰”的声音，雌性扬子鳄则根据声音 大小选择巢穴位置。当声音大时，雌鳄选择将巢穴筑于山凹浓 荫潮湿温度较低处，则产生较多的雌鳄。以上事实说明生态系 统中信息传递
•生态系统中信息传递的特点
可以双向
•生态系统中信息传递的作用 •生态系统中信息传递的应用
维持正常生命活动 影响生物种群的繁衍
《细胞间的信号传递》课件
信号转导：酶偶联受体激活后，可以激活细胞内的酶，从而改变细胞的生理功能 生理功能：如细胞增殖、分化、凋亡等，都可以通过酶偶联受体介导的信号转导途径 进行调控
信号转导：离子通道受体与信 号分子结合后，引起离子通道 的开放或关闭
离子通道受体：位于细胞膜上， 能够识别并结合特定信号分子
离子通道开放：导致细胞内外 离子浓度发生变化，从而引起
信号转导：细胞通过受体接受信号，激活信号通路 细胞反应：信号通路激活后，细胞发生增殖或分化 增殖：细胞分裂，产生新的细胞 分化：细胞在特定条件下，转变为特定类型的细胞
信号转导：细胞通过受体接受信号，激活信号通路 细胞反应：信号通路激活后，细胞产生相应的反应 细胞代谢：细胞通过代谢活动，将信号转化为生物能量或物质 调节机制：细胞通过信号转导和细胞反应，调节自身的代谢活动
细胞核内效应：信号分子通过 转录因子等调控基因表达，影 响细胞功能
PART THREE
激素：如胰岛素、生长激素等 神经递质：如多巴胺、血清素等 细胞因子：如白细胞介素、肿瘤坏死因子等 生长因子：如表皮生长因子、神经生长因子等 细胞粘附分子：如整合素、选择素等 信号肽：如胰岛素原、胰高血糖素原等
信号分子的合成：在细胞内由基因 转录和翻译过程产生
信号转导异常可能导致细胞 凋亡异常
信号转导的调节：通过调节信号转导途径，控制细胞功能 信号转导的失控：信号转导异常可能导致疾病 药物研发：针对信号转导异常，开发新的药物治疗疾病 药物筛选：通过细胞实验和动物实验，筛选出有效的药物
信号转导的研究对于理解细胞生物学和疾病机制至关重要 信号转导的调控机制在药物研发中具有重要应用价值 信号转导的失控可能导致多种疾病，如癌症、糖尿病等 信号转导的研究有望为治疗这些疾病提供新的策略和药物
信号转导：离子通道受体与信 号分子结合后，引起离子通道 的开放或关闭
离子通道受体：位于细胞膜上， 能够识别并结合特定信号分子
离子通道开放：导致细胞内外 离子浓度发生变化，从而引起
信号转导：细胞通过受体接受信号，激活信号通路 细胞反应：信号通路激活后，细胞发生增殖或分化 增殖：细胞分裂，产生新的细胞 分化：细胞在特定条件下，转变为特定类型的细胞
信号转导：细胞通过受体接受信号，激活信号通路 细胞反应：信号通路激活后，细胞产生相应的反应 细胞代谢：细胞通过代谢活动，将信号转化为生物能量或物质 调节机制：细胞通过信号转导和细胞反应，调节自身的代谢活动
细胞核内效应：信号分子通过 转录因子等调控基因表达，影 响细胞功能
PART THREE
激素：如胰岛素、生长激素等 神经递质：如多巴胺、血清素等 细胞因子：如白细胞介素、肿瘤坏死因子等 生长因子：如表皮生长因子、神经生长因子等 细胞粘附分子：如整合素、选择素等 信号肽：如胰岛素原、胰高血糖素原等
信号分子的合成：在细胞内由基因 转录和翻译过程产生
信号转导异常可能导致细胞 凋亡异常
信号转导的调节：通过调节信号转导途径，控制细胞功能 信号转导的失控：信号转导异常可能导致疾病 药物研发：针对信号转导异常，开发新的药物治疗疾病 药物筛选：通过细胞实验和动物实验，筛选出有效的药物
信号转导的研究对于理解细胞生物学和疾病机制至关重要 信号转导的调控机制在药物研发中具有重要应用价值 信号转导的失控可能导致多种疾病，如癌症、糖尿病等 信号转导的研究有望为治疗这些疾病提供新的策略和药物
细胞信号传导PPT课件
成
钙调蛋白CaM
激活CaM激酶
CaM激酶
Ca2+－依赖性蛋白激酶途径总结
CaM CaM激酶 功能蛋白质
内质网或肌浆网 上的受体
①
Ca2+ ↑
②
功能蛋白磷酸化
生物学效应
PIP2
信 号
PLC Gp 分
IP3 + DG
子
PI
PKC →生理效应
三、催化型受体介导的信号转导
受体本身具有酶活性，例如具有鸟氨酸 环化酶或酪氨酸蛋白激酶活性。 （一）酪氨酸蛋白激酶受体介导的信号转导途径 （二）cGMP-蛋白激酶途径 （三）转化生长因子受体介导的信号转导途径
第一章 细胞信号转导
Cellular Signal Transduction
基本概念
细胞信号转导：生物细胞对外界的刺激或信 号发生反应，并据以调节细胞代谢、增殖、 分化、功能活动或凋亡的过程。
细胞信息传递是生物维持细胞间联系、协调细胞间功能，保 证生命活动正常进行的基本条件。例如：
组织生长需要
病原体侵入
b、细菌毒素ADP-核糖基化修饰部位
c、具有GTP 酶活性
-亚基（35KD） -亚基（ 7KD）
非共价紧密 结合成二聚体
G蛋白的活化机制
Ｇ蛋白的分类
Ｇ蛋白类型 亚基
功能
Ｇs Ｇi Ｇp Ｇo * ＧT * *
s
激活腺苷酸环化酶
i
抑制腺苷酸环化酶
p
激活磷脂酰肌醇的特异磷脂酶Ｃ
o
大脑主要Ｇ蛋白,可调节离子通道
一、离子通道型受体及其信号转导
受体本身即通道； 寡聚体； 每个亚基都具有多次螺旋跨膜结构； 引起的应答主要是去极化或超极化。
《细胞信息》PPT课件
➢ 单跨膜受体：
酪氨酸蛋白激酶受体型；
酪氨酸蛋白激酶偶连受体型；
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶受体（如：TGF
受体）
具有鸟苷酸环化酶精活选课性件pp的t 受体.
43
4. 离子通道型受体信号转导
乙酰胆碱受体
精选课件ppt
44
乙酰胆碱 受体功能 模式图
精选课件ppt
46
• 离子通道受体信号转导的最终作用是 导致了细胞膜电位改变。
ATP
53
5.3 信息传递过程中的Ｇ蛋白
Ｇ蛋白的类型
Gs
s
Ｇi
ｉ
Ｇp
?
Ｇo* 传导素
o Ｔa
亚基
功能
激活腺苷酸环化酶 抑制腺苷酸环化酶 激活磷脂酰肌醇的 特异磷脂酶Ｃ 大脑中主要的Ｇ蛋 白,可调节离子通道 激活视觉
G蛋白的亚基若被霍乱毒素或百日咳毒素进行ADP-核 糖基化修饰，则G蛋白功能改变.
5.4 AC-cAMP-蛋白激酶Ａ途径
4.3 受体分类 膜受体
存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶嵌 糖蛋白。
胞内受体
位于细胞浆和细胞核中的受体，全部为DNA
结合蛋白。Βιβλιοθήκη 精选课件ppt21
4.4 受 体 作 用 的 特 点
➢ 高度专一性 ➢ 高度亲和力 ➢ 可饱和性 ➢ 可逆性 ➢ 特定的作用模式
精选课件ppt
22
Ka=[LR] / [L] [R] Ka一般在108~ 1010
分子组成不同，Ras有一条多肽链组成，而 G蛋白为异源三聚体。 活化， Ras-GDP转变成Ras-GTP时需其它物 质如SOS的帮助，而G蛋白不需要。
作用终止， Ras-GTP转变成Ras-GDP时常常 需要其它蛋白的帮助，而G蛋白不需要。
高中生物 第三章细胞间信息传递.ppt
非定向、开放式突触传递 非突触性化学传递 （non-synaptic chemical transmission 曲张体小泡内递质与效应细胞间的特殊联系。
• 没有经典的突触结构； • 不存在一对一的支配关系； • 递质弥散距离大，传递时间长； • 作用部位发散，无特定的靶点； • 效应器能否发生作用取决与有无 相应的受体
新教材课时分配
期中考试前半段
绪论 1
细胞生理学 9
血液和循环系统 12
呼吸
6
28学时
期中考试后半段
尿生成和排泄 消化系统 神经系统 内分泌
6 3 14 3 26学时
第三章 细胞间信息传递
细胞间信息传递的主要形式
第一节 间隙连接与电传递
1. 间隙连接结构、通透性和功能
间隙连接广泛分布于脊椎和无脊椎动物几乎所有类型的细 胞中，尤其是需要进行快速通讯的细胞（如神经细胞和肌 细胞），是构成电突触的结构基础，参与多种生理功能。
三、化学突触传递的信使分子——神经递质
1．神经递质的概念 一个化学物质被定为神经递质，必须具备五个条件：
(1) 突触前神经元内具有合成递质的前体和酶系。 (2) 它储存于小泡内不被酶降解，神经冲动到达能释放。 (3) 其作用在后膜上，人为引入可引起相同的生理效应。 (4) 存在有使此物质失活的酶或其他环节。 (5) 有受体激动剂或受体的阻断剂能模拟剂或阻断作用。
间隙连接作为低电阻的通道，可将众多细胞在电学上联系 起来，使细胞电活动协调一致，参与细胞的兴奋、收缩和 分泌等功能。
间隙连接还参与细胞分化、生长与发育的过程。胚胎发育 早期，间隙连接能够协调细胞间的发育过程，诱导细胞向 一定方向分化。不同发育阶段的细胞表达不同的间隙连接 蛋白，作用也不相同。
细胞的信息传递ppt课件
解析 答案
三、细胞物质代谢、能量代 谢与信息传送的一致
细胞在不停地进展着物质代谢、能量代谢和信息传送，三者之间存在怎 样的关系呢？阅读教材P103内容，回答下面的问题。 1.我国著名的生物学家贝时璋教授曾指出：物质、能量和信息有组织、有 次序的活动是生命的根底。 2.外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，经过信号转导过程产生胞 内信号，进而引起 物质代谢 和 能量代谢 的变化。
(3)C为 内分泌信号 。细胞分泌的信号分子假设被释放到循环系统，就会 被运送到 全身各处 ，这些信号分子可以对间隔很远的细胞发扬作用。 激素 调理就属于这种通讯方式。 (4)D为 突触信号 。神经系统的细胞 可以与很远的细胞进展快速联络。 它们的信号分子(神经递质)不会像 激素那样经过循环系统来运输，而 是经过 神经纤维的末端 释放信号分 子并作用于相邻细胞的受体。
3.物质代谢包括合成反响和分解反响等多个方面。合成反响储存 能量，分 解反响通常 释放 能量。物质代谢总是伴随着 能量 代谢。
4.细胞内物质代谢和能量代谢之所以能协调地进展，是由于信息传送起着 调理 和 控制 的作用。 5.物质代谢和能量代谢又为 信息传送 提供物质和能量的根底。
归纳提炼
活学活用 4.以下有关细胞间信息传送的表达中，不正确的选项是 A.细胞间的信息传送，大多与细胞膜的构造和功能有关 B.细胞间的信息传送使生物体作为一个整体完成生命活动 C.两个细胞的信息传送全靠细胞间接触 D.信息传送可以调理和控制物质代谢和能量代谢的协调进展，同时物质
2.归纳细胞的信号转导根本方式 释放：特定的细胞释放 胞间(第信号 信使一) 感受：信号分子和 受体 特异性结合 转导：产生 胞内信号 (第 二 信使) 反响：细胞内多种分子的活性 改动，从而改动细胞的 代谢 过程
三、细胞物质代谢、能量代 谢与信息传送的一致
细胞在不停地进展着物质代谢、能量代谢和信息传送，三者之间存在怎 样的关系呢？阅读教材P103内容，回答下面的问题。 1.我国著名的生物学家贝时璋教授曾指出：物质、能量和信息有组织、有 次序的活动是生命的根底。 2.外界环境刺激和胞间信号分子作用于细胞后，经过信号转导过程产生胞 内信号，进而引起 物质代谢 和 能量代谢 的变化。
(3)C为 内分泌信号 。细胞分泌的信号分子假设被释放到循环系统，就会 被运送到 全身各处 ，这些信号分子可以对间隔很远的细胞发扬作用。 激素 调理就属于这种通讯方式。 (4)D为 突触信号 。神经系统的细胞 可以与很远的细胞进展快速联络。 它们的信号分子(神经递质)不会像 激素那样经过循环系统来运输，而 是经过 神经纤维的末端 释放信号分 子并作用于相邻细胞的受体。
3.物质代谢包括合成反响和分解反响等多个方面。合成反响储存 能量，分 解反响通常 释放 能量。物质代谢总是伴随着 能量 代谢。
4.细胞内物质代谢和能量代谢之所以能协调地进展，是由于信息传送起着 调理 和 控制 的作用。 5.物质代谢和能量代谢又为 信息传送 提供物质和能量的根底。
归纳提炼
活学活用 4.以下有关细胞间信息传送的表达中，不正确的选项是 A.细胞间的信息传送，大多与细胞膜的构造和功能有关 B.细胞间的信息传送使生物体作为一个整体完成生命活动 C.两个细胞的信息传送全靠细胞间接触 D.信息传送可以调理和控制物质代谢和能量代谢的协调进展，同时物质
2.归纳细胞的信号转导根本方式 释放：特定的细胞释放 胞间(第信号 信使一) 感受：信号分子和 受体 特异性结合 转导：产生 胞内信号 (第 二 信使) 反响：细胞内多种分子的活性 改动，从而改动细胞的 代谢 过程
分子生物学--细胞信息传递和受体分子生物学
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G蛋白和它们的作用：
G蛋白是联接受体与效应器(酶或离子通道)之间的中 介物质，是一种酶。由于在中介反应过程中与鸟苷酸 (GTP和GDP)结合故称为G蛋白。G蛋白由、和三个亚 基构成。具有酶催化活性的亚基与鸟苷酸结合后，可催 化GTP变为GDP的反应。和亚基是疏水蛋白，总是以 复合物的形式存在于细胞膜的内表面。图14-5是G蛋白作 用的示意图。
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4
信号转导包括以下步骤：特定的细胞释放信息 物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞(target cell)与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进 行转换并启动靶细胞内信使系统靶细胞产生生物 学效应。人体的信息物质和受体种类繁多，细胞内 的信息传递形成一个网络系统(network)，故细胞 的信息传递极其复杂。
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7
(五) 化学趋向性物质受体：如细菌的化学趋向物 质受体等。
(六) 直接参与免疫功能的受体：包括T和B淋 巴 细胞上的抗原受体等。
(七) 药物受体：如苯环利定受体。
(八) 毒素受体。
(九) 病原体受体。
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根据现在对受体结构和信号转导机制的认识可将受 体分为4型(表14-1)。
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9
二、受体的结构与功能 ㈠ 离子通道核酸分子杂交(图14-2、3)( 表14-2)
Ia型受体超家族：最典型的此型受体是n-ACh受体，它是 四种亚基(、、和)构成的五聚体。
II型和III型受体超家族： 此两型受体是在细胞膜上激活 受体，即受体的配体结合部位在细胞膜上。
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第十四章 细胞信息传递和受体分子生物学
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1
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和分类
结构： • 突触前膜 • 突触间隙 • 突触后膜
大脑皮层突触的电镜照片 (引自Bern, Physiology, 2005) S1和S2分别是两个神经突触，Den代表树突。
突触分类：
（1）A 轴突-轴突型突触 B 轴突-胞体型突触 C 轴突-树突型突触 （2）四种组合形式突触模式图
非定向、开放式突触传递 非突触性化学传递 （non-synaptic chemical transmission 曲张体小泡内递质与效应细胞间的特殊联系。
EPSP达一定程度，在轴突始段产生动作电位→ 动作电位沿神经传导
• 抑制性突触后电位 （Inhibitory postsynaptic potential IPSP) 所有的突触后抑制都是由抑制性中间神经原的活动引起的。
机制：通过抑制性突触后电位 (IPSP) 的形成 抑制性神经元兴奋 →神经末梢释放抑制性递质 递质与后膜特异受体结合 →膜对 K+ 、Cl- 或Cl的通透性增加 →膜电位超极化即IPSP 突触后膜兴奋性降低效应 产生抑制效应
“NO NEWS IS GOOD NEWS ”
Robert F. Furchgot Ferid Murad Louis J. Ignarro 20 世纪 80 年代初期，Robert F. Furchgott 发现血管内皮 细胞通过释放一种被他命名为 “ 内皮细胞舒张因子 ” 维持 血管张力和抑制血小板聚集。Furchgott 和 Louis J. Ignarro （ 1987 ）分别独立地提出 EDRF 的本质是一氧化氮（ nitric oxide, NO ）1992 年 NO 被《 SCIENCE 》杂志评选为本年 度明星分子，同期《 SCIENCE 》发表了一篇被冠以有趣标 题 “ NO NEWS IS GOOD NEWS ” 的专论，以强调这一研 究领域的重要性和新颖性。 1998 年 Furchgott 、 Ignarro 及 Ferid Murad 获得了诺贝尔生理学 或 医学奖。
1905年，剑桥大学生理学家 Elliott提出有化学物质参与交感的 兴奋传递，未被接受。
1921年奥地利生理学 Loewi家 用实验证明“迷走物质”的存在。
在Dale的建议下用胆碱脂酶 抑制剂延长“迷走 物质”作用，证实 为乙酰胆碱
二人获1936年诺贝尔奖
二、化学传递的基本机制 （1）化学突触的结构
三、M 型乙酰胆碱受体与信号传递
利用分子克隆技术已经鉴定出5种不同的M受体基因，分 别编码 M1～M5 受体
M1、M4、M5受体：分布于脑内，调节某些认知或运动功能； M2 受体：分布于心脏窦房结和房室结、心房肌和心室肌细胞 M3 受体： 分布于胃肠道、输尿管的平滑肌和汗腺等；
有的组织中同时有两种或两种以上M受体，但却起着不同 的生理作用。例如，心肌细胞M2受体与心肌收缩有关， 而M1受体则可导致心率下降。
受体： 1 受体：主要分布于血管、瞳孔开大肌、胃肠及膀胱括 约肌、立毛肌、泌尿生殖器的平滑肌和肝等
2 受体：主要分布于去甲肾上腺素神经末梢突触前膜以 及血管等处的突触后膜
受体 1受体：主要分布在心脏以及肾的球旁细胞中 2受体：分布在血管平滑肌、细支气管平滑肌、膀胱和
子宫平滑肌、骨骼肌和肝中 3受体：主要分布在脂肪组织中。
2. 调质的概念： 3. 递质的共存：
戴尔原则(Dale’s principle) 递质共存
一氧化氮、一氧化碳等也在突触传递中发挥关键作用， 但它们并不严格符合经典神经递质标准。
目前发现的内源 性气体信使分子 （gaseous messenger）主要 包括一氧化氮 （NO）、一氧化 碳（CO）和硫化 氢（H2S）三种。
间隙连接还参与细胞分化、生长与发育的过程。胚胎发育 早期，间隙连接能够协调细胞间的发育过程，诱导细胞向 一定方向分化。不同发育阶段的细胞表达不同的间隙连接 蛋白，作用也不相同。
电传递
• 双向传递 • 速度快 • 不易受影响
第二节 化学传递的一般规律
一、化学传递研究历史 最早证明化学传递存在的实验是“迷走物质”的发现.
4．神经递质的灭活与突触囊泡的再生性循环
四、受体
受体（receptor）是指靶细胞上能与神经递质或激素等化学 信号分子（配体，ligand）结合并产生信号传递或转换作用 的特异性蛋白质分子或复合体。
第三节 离子通道型受体介导的突触传递 一、N 型乙酰胆碱受体介导的突触传递
二、离子通道型谷氨酸受体介导的兴奋性突触传递
NMDA受体特征： 电压依赖的Mg2+ 阻断作用；对钙离子高度通透； 甘氨酸的协同剂作用； 多结合位点：激动剂、锌、H＋，
磷 酸化、氧化还 原等
三、离子通道型谷氨酸受体介导的抑制性突触传递
1．离子通道型 -氨基丁酸受体 -氨基丁酸（GABA）是脊椎动物中枢神经系统最主要
的抑制性神经递质之一。 根据药理学特性分为三类：
在某些神经元，对钙高度通 透。
Gly site
Polyamine site
H+
Zn2+ site
Mg2+
MK-801
2．NMDA受体 NMDA受体由NR1 和4 种不同的NR2 亚基 （NR2A、NR2B、NR2C和NR2D）组成。
NMDA 受体对Ca2+ 的通透性大。钙调节一些离子通道 的开启状态并能影响基因表达。过多的Ca2+ 进入细胞会 引发细胞凋亡。激活NMDA受体能对突触后神经元产生持久 而广泛的影响。现在认为，反复激活NMDA受体是神经系统 高级功能如长时程记忆和学习的基础。
低浓度的甘氨酸可以作为NMDA受体的共同配体，增强 NMDA受体介导的反应；高浓度的甘氨酸，可以引起NMDA受 体的内吞。
第四节 GБайду номын сангаас白耦联受体介导的突触传递
一、G 蛋白耦联受体及信号转导
二、肾上腺素受体的信号转导
根据受体的药理学反应不同，将肾上腺素受体分为和β 二种受体，介导不同的组织反映。
2．神经递质的合成与释放
乙酰胆碱和氨基酸等小分子递质在电子密度低、直径40 ～ 60 nm的突触囊泡（synaptic vesicle）内贮存， 神经肽等大分子神经递质则在电子密度高、直径为90 ～ 250 nm的称为分泌颗粒的大囊泡中贮存。
3．神经递质的量子释放
除了视网膜感光细胞和一小部分释放脂溶性递质（如前列 腺素、NO等）的细胞外，几乎所有神经元都遵循量子式释放的 规律。这就是神经递质释放的“量子释放理论”。
苯二氮类药物可以增加 Cl-通道开放的频率， 巴比妥类药物则能延长 Cl- 通道开放的 时程。这样都会导致更 多的Cl- 进入细胞，使 神经元膜电位超极化
2．离子通道型甘氨酸受体
甘氨酸是一种最简单的氨基酸，是由脊髓和脑干中某些中 间神经元释放的抑制性神经递质
甘氨酸受体:（GlyR） 由α 亚基、β 亚基构 成的五聚体，与 nAChR、GABAA 和 5－羟色胺受体等具有 很大的同源性，共同 形成一个配体门控离 子通道超家族。
-氨基丁酸（GABA) 受体： GABAA （促离子型受体）：Cl-通道； Bicuculline敏感 GABAB （促代谢型受体）：通过IP3、DG增加钾电导； GABAc （促离子型受体）：Cl-通道，分布视觉通路；
Bicuculline不敏感 三者都引起突触后膜超极化而产生抑制效应。
除了有GABA的结合位点外，还有与其他外源性镇静药物如苯二 氮类药物和巴比妥类药物的结合位点。这些临床上广泛应用的 镇静药物单独结合到受体上并没有显著效果，但与GABA同时结 合则能显著增强GABAA 受体的抑制性作用。
高等教育大学教学课件 《生理学》
第三章 细胞间信息传递
细胞间信息传递的主要形式
第一节 间隙连接与电传递
1. 间隙连接结构、通透性和功能
间隙连接广泛分布于脊椎和无脊椎动物几乎所有类型的细 胞中，尤其是需要进行快速通讯的细胞（如神经细胞和肌 细胞），是构成电突触的结构基础，参与多种生理功能。
间隙连接作为低电阻的通道，可将众多细胞在电学上联系 起来，使细胞电活动协调一致，参与细胞的兴奋、收缩和 分泌等功能。
谷氨酸受体：促代谢型谷氨酸受体；11种亚型 离子型谷氨酸受体： NMDA受体 NON- NMDA 受体：AMPA 和KA受体
1. AMPA受体 主要由GluR1、GluR2、GluR3、 G1uR4 4种亚基通过不同的组合 形成多种异构体。典型的受体中 都包括一个GluR2亚基。
AMPA受体介导谷氨酸快速兴奋 性突触传递。AMPA受体激活后对 Na+、K+通透性增加，使突触后 神经元去极化。
• 兴奋性突触后电位 （excitatory postsynaptic potential EPSP)
特点：电位大小取决于传入神经刺激强度的大小
产生过程： 传入神经冲动到达末梢 →突触前膜释放兴奋性递质
递质与后膜特异受体结合 → 膜对Na+、 K+，尤其Na+ 的通透性增加 → 膜电位降低，出现局部去极化 (EPSP)
（3）突触整合与神经回路
突触后神经元的兴奋和抑制
兴奋性突触后电位（ EPSP ）和抑制性突触后电位（ IPSP ）
三、化学突触传递的信使分子——神经递质
1．神经递质的概念 一个化学物质被定为神经递质，必须具备五个条件：
(1) 突触前神经元内具有合成递质的前体和酶系。 (2) 它储存于小泡内不被酶降解，神经冲动到达能释放。 (3) 其作用在后膜上，人为引入可引起相同的生理效应。 (4) 存在有使此物质失活的酶或其他环节。 (5) 有受体激动剂或受体的阻断剂能模拟剂或阻断作用。
四、其他G 蛋白耦联受体介导的神经递质信号传递
1．代谢型谷氨酸受体（mGluR） 2．B型γ－氨基丁酸受体（GABAB受体） 3．多巴胺受体
受体亚型： D1 样 (D1 D5)， 受体激活后升高cAMP水平； D2 样 (D2, D3, D4)，受体激活后降低cAMP水平；
结构： • 突触前膜 • 突触间隙 • 突触后膜
大脑皮层突触的电镜照片 (引自Bern, Physiology, 2005) S1和S2分别是两个神经突触，Den代表树突。
突触分类：
（1）A 轴突-轴突型突触 B 轴突-胞体型突触 C 轴突-树突型突触 （2）四种组合形式突触模式图
非定向、开放式突触传递 非突触性化学传递 （non-synaptic chemical transmission 曲张体小泡内递质与效应细胞间的特殊联系。
EPSP达一定程度，在轴突始段产生动作电位→ 动作电位沿神经传导
• 抑制性突触后电位 （Inhibitory postsynaptic potential IPSP) 所有的突触后抑制都是由抑制性中间神经原的活动引起的。
机制：通过抑制性突触后电位 (IPSP) 的形成 抑制性神经元兴奋 →神经末梢释放抑制性递质 递质与后膜特异受体结合 →膜对 K+ 、Cl- 或Cl的通透性增加 →膜电位超极化即IPSP 突触后膜兴奋性降低效应 产生抑制效应
“NO NEWS IS GOOD NEWS ”
Robert F. Furchgot Ferid Murad Louis J. Ignarro 20 世纪 80 年代初期，Robert F. Furchgott 发现血管内皮 细胞通过释放一种被他命名为 “ 内皮细胞舒张因子 ” 维持 血管张力和抑制血小板聚集。Furchgott 和 Louis J. Ignarro （ 1987 ）分别独立地提出 EDRF 的本质是一氧化氮（ nitric oxide, NO ）1992 年 NO 被《 SCIENCE 》杂志评选为本年 度明星分子，同期《 SCIENCE 》发表了一篇被冠以有趣标 题 “ NO NEWS IS GOOD NEWS ” 的专论，以强调这一研 究领域的重要性和新颖性。 1998 年 Furchgott 、 Ignarro 及 Ferid Murad 获得了诺贝尔生理学 或 医学奖。
1905年，剑桥大学生理学家 Elliott提出有化学物质参与交感的 兴奋传递，未被接受。
1921年奥地利生理学 Loewi家 用实验证明“迷走物质”的存在。
在Dale的建议下用胆碱脂酶 抑制剂延长“迷走 物质”作用，证实 为乙酰胆碱
二人获1936年诺贝尔奖
二、化学传递的基本机制 （1）化学突触的结构
三、M 型乙酰胆碱受体与信号传递
利用分子克隆技术已经鉴定出5种不同的M受体基因，分 别编码 M1～M5 受体
M1、M4、M5受体：分布于脑内，调节某些认知或运动功能； M2 受体：分布于心脏窦房结和房室结、心房肌和心室肌细胞 M3 受体： 分布于胃肠道、输尿管的平滑肌和汗腺等；
有的组织中同时有两种或两种以上M受体，但却起着不同 的生理作用。例如，心肌细胞M2受体与心肌收缩有关， 而M1受体则可导致心率下降。
受体： 1 受体：主要分布于血管、瞳孔开大肌、胃肠及膀胱括 约肌、立毛肌、泌尿生殖器的平滑肌和肝等
2 受体：主要分布于去甲肾上腺素神经末梢突触前膜以 及血管等处的突触后膜
受体 1受体：主要分布在心脏以及肾的球旁细胞中 2受体：分布在血管平滑肌、细支气管平滑肌、膀胱和
子宫平滑肌、骨骼肌和肝中 3受体：主要分布在脂肪组织中。
2. 调质的概念： 3. 递质的共存：
戴尔原则(Dale’s principle) 递质共存
一氧化氮、一氧化碳等也在突触传递中发挥关键作用， 但它们并不严格符合经典神经递质标准。
目前发现的内源 性气体信使分子 （gaseous messenger）主要 包括一氧化氮 （NO）、一氧化 碳（CO）和硫化 氢（H2S）三种。
间隙连接还参与细胞分化、生长与发育的过程。胚胎发育 早期，间隙连接能够协调细胞间的发育过程，诱导细胞向 一定方向分化。不同发育阶段的细胞表达不同的间隙连接 蛋白，作用也不相同。
电传递
• 双向传递 • 速度快 • 不易受影响
第二节 化学传递的一般规律
一、化学传递研究历史 最早证明化学传递存在的实验是“迷走物质”的发现.
4．神经递质的灭活与突触囊泡的再生性循环
四、受体
受体（receptor）是指靶细胞上能与神经递质或激素等化学 信号分子（配体，ligand）结合并产生信号传递或转换作用 的特异性蛋白质分子或复合体。
第三节 离子通道型受体介导的突触传递 一、N 型乙酰胆碱受体介导的突触传递
二、离子通道型谷氨酸受体介导的兴奋性突触传递
NMDA受体特征： 电压依赖的Mg2+ 阻断作用；对钙离子高度通透； 甘氨酸的协同剂作用； 多结合位点：激动剂、锌、H＋，
磷 酸化、氧化还 原等
三、离子通道型谷氨酸受体介导的抑制性突触传递
1．离子通道型 -氨基丁酸受体 -氨基丁酸（GABA）是脊椎动物中枢神经系统最主要
的抑制性神经递质之一。 根据药理学特性分为三类：
在某些神经元，对钙高度通 透。
Gly site
Polyamine site
H+
Zn2+ site
Mg2+
MK-801
2．NMDA受体 NMDA受体由NR1 和4 种不同的NR2 亚基 （NR2A、NR2B、NR2C和NR2D）组成。
NMDA 受体对Ca2+ 的通透性大。钙调节一些离子通道 的开启状态并能影响基因表达。过多的Ca2+ 进入细胞会 引发细胞凋亡。激活NMDA受体能对突触后神经元产生持久 而广泛的影响。现在认为，反复激活NMDA受体是神经系统 高级功能如长时程记忆和学习的基础。
低浓度的甘氨酸可以作为NMDA受体的共同配体，增强 NMDA受体介导的反应；高浓度的甘氨酸，可以引起NMDA受 体的内吞。
第四节 GБайду номын сангаас白耦联受体介导的突触传递
一、G 蛋白耦联受体及信号转导
二、肾上腺素受体的信号转导
根据受体的药理学反应不同，将肾上腺素受体分为和β 二种受体，介导不同的组织反映。
2．神经递质的合成与释放
乙酰胆碱和氨基酸等小分子递质在电子密度低、直径40 ～ 60 nm的突触囊泡（synaptic vesicle）内贮存， 神经肽等大分子神经递质则在电子密度高、直径为90 ～ 250 nm的称为分泌颗粒的大囊泡中贮存。
3．神经递质的量子释放
除了视网膜感光细胞和一小部分释放脂溶性递质（如前列 腺素、NO等）的细胞外，几乎所有神经元都遵循量子式释放的 规律。这就是神经递质释放的“量子释放理论”。
苯二氮类药物可以增加 Cl-通道开放的频率， 巴比妥类药物则能延长 Cl- 通道开放的 时程。这样都会导致更 多的Cl- 进入细胞，使 神经元膜电位超极化
2．离子通道型甘氨酸受体
甘氨酸是一种最简单的氨基酸，是由脊髓和脑干中某些中 间神经元释放的抑制性神经递质
甘氨酸受体:（GlyR） 由α 亚基、β 亚基构 成的五聚体，与 nAChR、GABAA 和 5－羟色胺受体等具有 很大的同源性，共同 形成一个配体门控离 子通道超家族。
-氨基丁酸（GABA) 受体： GABAA （促离子型受体）：Cl-通道； Bicuculline敏感 GABAB （促代谢型受体）：通过IP3、DG增加钾电导； GABAc （促离子型受体）：Cl-通道，分布视觉通路；
Bicuculline不敏感 三者都引起突触后膜超极化而产生抑制效应。
除了有GABA的结合位点外，还有与其他外源性镇静药物如苯二 氮类药物和巴比妥类药物的结合位点。这些临床上广泛应用的 镇静药物单独结合到受体上并没有显著效果，但与GABA同时结 合则能显著增强GABAA 受体的抑制性作用。
高等教育大学教学课件 《生理学》
第三章 细胞间信息传递
细胞间信息传递的主要形式
第一节 间隙连接与电传递
1. 间隙连接结构、通透性和功能
间隙连接广泛分布于脊椎和无脊椎动物几乎所有类型的细 胞中，尤其是需要进行快速通讯的细胞（如神经细胞和肌 细胞），是构成电突触的结构基础，参与多种生理功能。
间隙连接作为低电阻的通道，可将众多细胞在电学上联系 起来，使细胞电活动协调一致，参与细胞的兴奋、收缩和 分泌等功能。
谷氨酸受体：促代谢型谷氨酸受体；11种亚型 离子型谷氨酸受体： NMDA受体 NON- NMDA 受体：AMPA 和KA受体
1. AMPA受体 主要由GluR1、GluR2、GluR3、 G1uR4 4种亚基通过不同的组合 形成多种异构体。典型的受体中 都包括一个GluR2亚基。
AMPA受体介导谷氨酸快速兴奋 性突触传递。AMPA受体激活后对 Na+、K+通透性增加，使突触后 神经元去极化。
• 兴奋性突触后电位 （excitatory postsynaptic potential EPSP)
特点：电位大小取决于传入神经刺激强度的大小
产生过程： 传入神经冲动到达末梢 →突触前膜释放兴奋性递质
递质与后膜特异受体结合 → 膜对Na+、 K+，尤其Na+ 的通透性增加 → 膜电位降低，出现局部去极化 (EPSP)
（3）突触整合与神经回路
突触后神经元的兴奋和抑制
兴奋性突触后电位（ EPSP ）和抑制性突触后电位（ IPSP ）
三、化学突触传递的信使分子——神经递质
1．神经递质的概念 一个化学物质被定为神经递质，必须具备五个条件：
(1) 突触前神经元内具有合成递质的前体和酶系。 (2) 它储存于小泡内不被酶降解，神经冲动到达能释放。 (3) 其作用在后膜上，人为引入可引起相同的生理效应。 (4) 存在有使此物质失活的酶或其他环节。 (5) 有受体激动剂或受体的阻断剂能模拟剂或阻断作用。
四、其他G 蛋白耦联受体介导的神经递质信号传递
1．代谢型谷氨酸受体（mGluR） 2．B型γ－氨基丁酸受体（GABAB受体） 3．多巴胺受体
受体亚型： D1 样 (D1 D5)， 受体激活后升高cAMP水平； D2 样 (D2, D3, D4)，受体激活后降低cAMP水平；